Импульсный стабилизатор напряжения с сигнализацией Советский патент 1976 года по МПК G05F1/56 

I

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в блоках питания устройств автоматики, телемеханики и вычислительной техники.

Известен импульсный стабилизатор, содержащий регулирующий элемент, фильтр, ключевой элемент 1.

Недостатком такого стабилизатора является отсутствие сигнализации.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является импульсный стабилизатор напряжения с сигнализацией, содержащий соединенные последовательно ключевой элемент с блоком управления и индукти1В«о-емкост.ной фильтр, и пороговый элемент 2.

Недостатками устройства являются невысокая надежность, обусловленная разбросом границ перехода в устойчивое состояние, дрейфом выходного напряжения, необходимостью точной установки входного напряжения, и сложность применения устройства, вызванная отсутствием технических средств, позволяющих либо автоматически предсказывать аварийные ситуации, возникающие при изменении допустимых границ выходного напряжения, либо автоматически устранять эти изменения.

Цель изобретения - повышение надежности.

Это достигается тем, что параллельно дросселю индуктивно-емкостного фильтра подключен вход дополнительного амплитудного детектора, выход которого через усилитель, диод и резистор подключен ко входу порогового элемента, соединенного с дополнительно введенным формирователем выходных сигналов. На чертеже показана принципиальная

электрическая схема предлагаемого стабилизатора.

Стабилизатор содержит ключевой элемент 1, индуктивно-емкостной фильтр 2, блок управления 3, амплитудный детектор 4, усилитель 5, пороговый элемент 6, формирователь 7, выходную щину 8 стабилизатора, щину 9 входного напряжения, входную щину 10 амплитудного детектора, выходную щину 11 усилителя, щину 12 питания порогового элемента, дроссель 13, конденсатор 14 и диод 15 индуктивно-емкостного фильтра 2, диод 16, резистор 17, транзисторы 18, 19 порогового элемента 6, конденсатор 20, резисторы 21- 23, элемент И 24, триггер 25, делитель на резисторах 26-29, транзистор 30, инвертор 31, диод 32, конденсатор 33.

Устройство работает следующим образом. При включении стабилизатора, постоянное напряжение по щине 9 поступает на ключевой элемент 1, с выхода которого поступает

на дроссель 13 индуктивно-емкостного фильтра 2.

При достижении на конденсаторе 14 индуктивно-емкостного фильтра 2 требуемого уровня напряжения ключевой элемент I закрывается блоком управления 3. Напряжение на диоде 15 меняется на обратное и диод открывается.

Накопленная в дросселе 13 энергия расходуется на поддержание заданного уровня напряжения на конденсаторе 14.

При понижении напряжения на конденсаторе 14 блок управления 3 открывает ключевой элемент 1, в результате на выходе ключевого элемента 1 появляется импульсное напряжение прямоугольной формы, которое подается на входную шину 10 амплитудного детектора 4, с выхода которого поступает на вход усилителя 5.

Сигнал с выхода усилителя 5 поступает на вход порогового элемента 6 через диод 16 и резистор 17. До появления импульсного напряжения па шине 10 усилитель 5 закрыт, а транзисторы 18 и 19 порогового элемента 6 открыты нестабилизированным напряжением по шине 12, которое появляется значительно раньше импульсного напряжения на шине 10. Конденсатор 20 заряжен до величины напряжения делителя на резисторах 21-23.

Так как транзистор 19 порогового элемента 6 находится в открытом состоянии, то на выходе элемента И 24 формирователя 7 появляется сигнал запрета работы.

При появлении импульсного напряжения на шине 10 открывается усилитель 5. С открытием усилителя 5 закрывается транзистор 18 порогового элемента 6, а транзистор 19 удерживается в открытом состоянии напряжением конденсатора 20 на время его разряда.

На выходе триггера 25 формирователя 7 устанавливается единичный уровень.

При закрытии транзистора 19 порогового элемента 6 с выхода элемента И 24 снимается сигнал запрета работы и напряжение через делитель на резисторах 26-29 поступает на конденсатор 33, с которого через резистор 28 поступает на базу транзистора 30 порогового элемента 6.

После заряда конденсатора 33 транзистор 30 порогового -элемента 6 открывается и на инверторе 31 формирователя 7 появляется сигнал разрешения работы. Переходный процесс включения импульсного стабилизатора заканчивается.

В статическом режиме стабилизатора на входе амплитудного детектора 4 импульсное напряжение такой амплитуды и скважности, что усилитель 5 открыт, транзисторы 18 и 19 порогового элемента 6 закрыты, а транзистор

30 открыт. На выходе формирователя 7 присутствует один сигнал разрешения работы.

При -понижении уровня напряжения на шине 9 происходит изменение амплитуды и скважности импульсного напряжения на выходе ключевого элемента 1, что приводит к изменению уровня напряжения на входе усилителя 5. Понижение уровня напряжения на входе усилителя 5 приводит к его закрытию

и открытию транзистора 18 порогового элемента 6.

Триггер 25 формирователя 7 переходит в нулевое состояние и на выходе элемента И 24 формирователя 7 появляется сигнал запрета

работы.

Так как понижение скважности и амплитуды импульсного напряжения на входе амплитудного детектора 4 произойдет значительно раньше срыва стабилизации выходного напряжения импульсного стабилизатора, то появившийся сигнал конца работы заблокирует устройство, подключенное к импульсному стабилизатору напряжения, значительно раньше понижения уровня выходного напряжения

стабилизатора на шине 8.

Для исключения самопроизвольных включений и выключений сигнализации, при кратковременном понижении входного напряжения на шине 9 коллектор транзистора 30 порогового элемента 6 соединен с конденсатором 20 через диод 32, осуш,ествляя блокировку транзистора 19, чем исключает самопроизвольную сигнализацию стабилизатора.

Формула изобретения

Импульсный стабилизатор напряжения с сигнализацией, содержащий соединенные последовательно ключевой элемент с блоком управления и индукти;в«о-емкостной фильтр, и пороговый элемент, отличаюш;ийся тем,

что, с целью повышения надежности параллельно дросселю указанного фильтра подключен вход дополнительного амплитудного детектора, выход которого через усилитель, диод и резистор подключен ко входу упомянутого порогового элемента, соединенного с дополнительно введенным формирователем выходных сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Е. С. Грейвер, Ключевые стабилизаторы напряжения постоянного тока, изд-во «Связь, М., 1970 г.,стр. 108, рис. 6.2 (аналог).

2. Electronic case register BRC-30, журнал ТОКУО Electric со LTD section 2, pg. 24,

July 1972 Г. (прототип). 1 я